Химия почв города Гомеля

0
81
Химия почв города Гомеля

С ростом населения урболандшафты становится более распространенными по площади. Природные ресурсы используются с низкой эффективностью из-за потерь в экологической цепи от добычи до пользователя. Это приводит к гигантским масштабам выбросов веществ и энергии. Все это влияет на изменение в природных процессах: повышение радиационного баланса Земли, формирование парникового эффекта, повышение средней температуры Земли, изменение динамики глобальных ветров, изменение распределения влаги, ограничение адаптации животных и растений приводит к их исчезновению, расширению деградации почв, уменьшению запасов грунтовых вод и загрязнению поверхностных вод при техногенных и природных катастрофах. Необходимо формировать новую техногенную политику — полное использование вторичного сырья, отходы одного производства могут быть сырьем для другого производства. Такая геохимия должна стать приоритетной при проведении почвенных исследований химии городских почв [7] .

Рассмотрим закономерности статистического распределения некоторых химических элементов в пределах почв крупного промышленного города Гомеля. Для него характерен пестрый букет промышленных предприятий, что позволяет установить в сравнении степень их влияния на экологию города.

Согласно физико-географическому районированию, большая часть пригородной зоны и сам город Гомель относятся к северо-восточной части физико-географического района Гомельское Полесье. Доминируют аллювиальные террасированные виды ландшафтов. Рельеф города в целом равнинный. Он представлен пологоволнистой водно-ледниковой равниной и надпойменной террасой Сожа в правобережной части и низменной аллювиальной равниной и левобережной части. Рельеф города в целом равнинный. Талые воды Сожского оледенения (считающегося стадией днепровского) отложили материал, сформировавший обширную песчаную лесистую равнину. На юго-западной окраине Гомеля расположено месторождение песков.

Годовая сумма осадков составляет в среднем 626 мм. Около 70 % осадков выпадает в тёплый период с апреля по октябрь. Среднее количество дней с осадками 200, со снежным покровом — 85. Формируется промывной водный режим, который способствует радиальной миграции химических элементов. По гранулометрическому составу преобладают песчаные (59 %) и супесчаные (32 %) полугидроморфные дерново-подзолистые почвы.

Гомель находится в зоне заражения (по цезию-137) от 1 до 5 ku/км2 (зона проживания с периодическим радиационным контролем). Основными загрязняющими веществами являются формальдегид, фтористый водород, фенол, аммиак, оксид углерода. Главными источниками загрязнения являются автотранспорт, лесная промышленность, производство минеральных удобрений (Гомельский химзавод), теплоэнергетика (ТЭЦ-2, Центральная котельная и др.). Наблюдается рост среднего за год содержания оксида углерода, что объясняется повышением интенсивности автомобильного движения. Загрязнение вод реки Сож у Гомеля характеризуется как умеренное (ИЗВ = 0,6­0,7).

Экономический потенциал города составляют 103 промышленных предприятия различного профиля (Центролит лидирует по загрязнению), 69 строительных организаций, 23 предприятия транспорта и связи, 110 специализированных предприятий бытового обслуживания населения. Каждое из них вносит определенный вклад в химическое загрязнение почв города.

Для экологической оценки города (геохимии техногенеза) по содержанию химических элементов в почвах нами отбирались образцы почв равномерно по городу с учетом функциональных зон и размещения промышленных предприятий, транспортной загрузки (июль 2018 г). Определяемые элементы входили в разные группы по токсичности и наличию их в отходах производства.

По результатам эмиссионно-спектрального анализа проб почв было установлено содержание валовых форм Cu, Pb, Mn, Ni, Sn, Cr, Ti в воздушно­сухой почве, представленное в таблице 1. Геохимическая оценка загрязнения производилась путем сравнения валового содержания исследуемых элементов их с фоновым содержанием в почвах Беларуси и с установленными санитарно­гигиеническими нормативами (ОДК/ПДК) [1, 2, 3, 4, 5, 6]. При этом для Ti и Sn нет утвержденного ПДК/ОДК, а для Sn отсутствуют данные по фону для Беларуси.

Таблица 1 — Основные статистические показатели содержания валовых форм тяжелых металлов в г. Гомель

Показатель Химические элементы, мг/кг воздушно-сухой почвы
Cu Pb Mn Ni Sn Ti Cr
Минимум 1,7 2,6 58 0,4 0,16 203 8,2
Максимум 164,9 81,9 2372 26,8 30,91 2812 788,1
Среднее 12,7 11,3 269 3,5 1,5 988 37,8
Медиана 6,0 7,6 225 2,3 0,9 921 21,4
Коэффициент вариации (V), % 194,9 116,1 111,1 123,1 246,9 60,0 257,2
Фон 13 12 247 20 1562 36
ПДК 33 32 1000 20 100
Стандартная ошибка среднего арифметического 2,94 1,56 35,4 0,50 0,45 70,3 11,52
Эксцесс 25,14 19,74 35,80 20,07 55,19 0,63 53,24
Асимметричность 4,81 4,17 5,35 4,26 7,14 1,02 7,08

Содержание исследуемых элементов отличается очень высоким размахом варьирования, разница между максимальным и минимальным содержанием исследуемых химических элементов колеблется от 13,8 раз для титана до 193,18 для олова. Коэффициенты вариации (V) свидетельствуют о практически аномальном варьировании всех исследуемых элементов, за исключением титана, для которого отмечено высокое варьирование (V = 60 %). Аномальное варьирование вместе с отмечаемым для Cu, Pb, Ni, Sn и Cr весьма существенным отклонением от нормального распределения указывает на явный техногенный генезис геохимического накопления данных элементов, формирующий локальные геохимические аномалии [4, 5]. Аномалии

обусловлены относительно небольшим числом проб, без которых распределение заметно ближе к нормальному.

Среднее содержание Cu, Pb, Mn, Ni, Cr в почвах соответствует фону, что указывает на относительно благоприятные условия жизни населения. Максимальные величины химических элементов отмечены вокруг промышленных предприятий по обработке металлов (Центролит).

Список литературы:

  1. Геохимия ландшафта: учеб.пособие / Н.К. Чертко [и др.]; под ред. Н.К. Чертко. — Минск: БГУ. — 2011. — 303 с.
  2. Добровольский, В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами / В.В. Добровольский // Почвоведение. — 1999. — № 5. — С. 639-645.
  3. Какарека, С.В. Техногенные педогеохимические аномалии свинца на территории г. Гомеля / С.В. Какарека, В.С. Хомич, Т.И. Кухарчик // Весці Акадэміі Навук Беларусі. Сер. хімічных навук. — 1997. — № 1. — С. 119-122.
  4. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы 2.1.7.12-1-2004. Минск. — 2004.
  5. Петухова, Н.Н. К кларкам микроэлементов в почвенном покрове Беларуси / Н.Н. Петухова, В.А. Кузнецов // Доклады АН Беларуси. — 1992. — Том 26. — №5. — С. 461-465.
  6. Хомич, В.С. Экогеохимия городских ландшафтов Беларуси / В.С. Хомич, С.В. Какарека, Т.И. Кухарчик. — Минск: Минск тип проект. — 2004. — 260 с.
  7. Чертко, Н.К. Геохимия оптимизации ландшафтов / Н. К. Чертко — Минск: Четыре четверти. — 2018. — 168 с.

Авторы: Н.К. Чертко, А.А. Карпиченко, Д.О. Лебедев
Источник: Здоровые почвы — гарант устойчивого развития: сборник материалов] научно-практической конференции с международным участием (г. Курск, 14 мая 2019 г.) / редколлегия: М.В. Протасова (отв. ред.), Н.П. Неведров; Курск.гос. ун-т. — Курск, 2019. — 157 с. С. 95-99.